DIU DE PEDAGOGIE MEDICALE (2002/2003) « APPRENTISSAGE DE L ANALYSE D ARTICLE » D RAINTEAU DEFINITION Pour définir le travail que l'on peut effectuer sur les articles scientifiques après leur publication, on emploie plusieurs termes qui se recoupent mais sont différents aussi. On parle de "lecture d'article" de "commentaire d'article" et enfin d'"analyse d'article". On imagine aisément que la lecture prendra moins de temps et sera plus superficielle que la rédaction d'un commentaire ou que l'analyse de l'article qui nous intéresse. Les objectifs de chaque approche sont différents. La lecture permettra d'évaluer un article; le commentaire de le sélectionner et de décrire son contenu; enfin l'analyse demande un travail plus complet et permettra d'utiliser les ressources de l'article. Dans un article scientifique on trouve toujours les mêmes éléments. Après le titre, la structure générale ne change pas: un résumé, une introduction, les matériels & méthodes, les résultats, une discussion et une conclusion. Cette uniformité de construction est très intéressante car elle va permettre de choisir le ou les articles qui répondent à la question posée par l'investigateur. A l'interrogation: "état de la question" sur le sujet "maladies liées au mauvais repliement d'une protéine" la réponse bibliographique sera : revues récentes dans des journaux avec un facteur d'impact élevé. Si la question est "le mauvais repliement d'une protéine cause de maladie" la réponse bibliographique comportera des articles d étude du repliement des protéines dans des journaux plus spécialisés. Dans le cadre de l'interrogation d'une banque de données le choix des éléments devra être spécifique(mot clés, mode d'interrogation, banque différente). De plus, des interrogateurs avec des niveaux de connaissances différents, arriverons au même résultat avec des stratégies personnelles en jouant sur les mots clés, les auteurs, les journaux….Il est très difficile de proposer une ou même plusieurs stratégies de recherche d'article; de la même façon classer des articles sera très complexe, car tout dépend de la question posée. L'étude des éléments (titre, résumé…)va permettre de porter un jugement sur la "qualité" de l'article mais aussi de son "intérêt" pour répondre une question posée. Un "apprentissage de l'article scientifique" est sans doute une bonne réponse à l'acquisition de compétence en recherche bibliographique, soit: savoir sélectionner les "bons papiers" répondant à une question que l'on s'est bien posée en terme de bibliographie. HISTORIQUE L'expérience que je partage avec mes collègues vient essentiellement des Certificats de Maitrise de Biologie Humaine dans lesquels nous avons intégré et fait évoluer l' "apprentissage de l'analyse d'article" au fil des années. Les trois analyses d'articles proposées correspondent à des dates différentes (1990, 1995, 2003) et des enseignement différents (Biochimie pour les deux premières et Biologie Cellulaire pour la troisième); les modes d'enseignement (cours magistral ou enseignement dirigé),la participation des étudiants et les modalités d'évaluation varient et seront discutées.

(1990) "The Central Helix of Calmodulin Functions as a Flexible Tether"

INITIATION A L ANALYSE D ARTICLE Questions ( A PREPARER AVANT LE COURS) 1) QUELLES SONT LES CARACTERISTIQUES GENERALES DES CHAPITRES QUI CONSTITUENT UN ARTICLE SCIENTIFIQUE? 2) QUELS SONT LES OBJECTIFS DE CET ARTICLE? QUELS MOYENS ONT ETE MIS EN ŒUVRE POUR ATTEINDRE CES OBJECTIFS? 3) RESUMER EN QUELQUES PHRASES LE CONTENU DE CET ARTICLE? 4) PROPOSER UN TITRE POUR CET ARTICLE? TEXTE DE L ARTICLE EN ANNEXE CADRE Enseignement de Biochimie: Structure des protéines et des enzymes. Cours magistral à l'ensemble de la promotion. OBJECTIF Illustration de l'activation d'une protéine. Intérêt de la notion de "modèle". Construction d'un article scientifique. IMPLICATION DES ETUDIANTS Réponses volontaires pendant le cours aux question préparées. EVALUATION Examen de fin d'année. Questions de cours.

(1995)"Mutation Which Impede Loop/Sheet Polymerization Enhance the Secretion of Human Alpha 1-Antitrypsin Deficiency Variants" INITIATION A L ANALYSE D ARTICLE Après une lecture attentive de la publication scientifique ci jointe "Mutation which impede loop/sheet polymerization enhance the secretion of human alpha 1-antitrypsin deficiency variants" de SK Sidhar et al. Publié dans J Biol Chem (1995),270:8393-96. Vous expliquerez brièvement le contenu des chapitres qui constituent cet article. Vous précisez les objectifs de cet article et les moyens mis en œuvre pour les atteindre Vous expliquerez les propriétés spécifiques des différents mutants et les mécanismes suggérés par les auteurs pour modifier la polymérisation et la sécrétion de ces protéines. ( devoir obligatoire à rendre au début du cours) TEXTE DE L ARTICLE EN ANNEXE CADRE Enseignement de Biochimie. Rappels de structure des protéines. Relation mauvais repliement/maladies. Cours magistral à l'ensemble de la promotion. OBJECTIF Illustration des liens entre la structure d'une protéine, la notion de repliement , un déficit moléculaire et des pathologies. Initiation à l'analyse d'article. IMPLICATION DES ETUDIANTS Devoir obligatoire à rendre au début du cours. Réponses volontaires pendant le cours. EVALUATION Validation par le devoir rendu. Examen de fin d'année. Un quart consacré à l'analyse et au commentaire de résultats expérimentaux.

(2000/1/2)" Congenital Insulin Resistance Associated with a Conformational Alteration in a Conserved Beta-sheet in the Insulin Receptor"Article associé: "Furin-mediated processing in the early secretory pathway:Sequential cleveage and degradation of misfolded insulin receptor" ANALYSE D ARTICLE (devoir obligatoire à rendre avant le cours) Questions 1) Décrire la stratégie utilisée dans l article pour étudier les effets des mutations G59 et P62 sur la maturation des récepteurs ? 2) Quelles informations apportent l’étude de la structure des récepteurs dans le cas des mutants ? 3) Expliquer comment ces résultats permettent de prévoir le phénotype des patients (fonctionnalité des récepteurs) TEXTE DE L ARTICLE EN ANNEXE CADRE Enseignement de Biologie Cellulaire. Repliement, maturation et dégradation des protéines. Enseignement Dirigé à vingt cinq étudiants. Tous les EDs (10) comportent une analyse d'article. Le premier ED est une initiation à la "recherche bibliographique" et le deuxième une "initiation à l'analyse d'article". OBJECTIF Illustration des liens entre la structure d'une protéine, la notion de repliement , un déficit moléculaire et une pathologie: l'insulino-résistance. Mise en évidence d'une voie de dégradation spécifique (deuxième article). Apprentissage de l'analyse d'article. IMPLICATION DES ETUDIANTS Devoir rendu une semaine avant l'ED. Devoir rendu corrigé et noté le jour de l'ED. Présentation par 2 ou 3 étudiants de tout le premier article et une partie du second. EVALUATION Devoirs "analyse d'article" et présentation représentent un quart des points. L'examen final est composé de trois analyses d'article de une heure chacune

INTERET DU DEFICIT EN ALPHA 1-ANTITRYPSIN COMME MODELE DE « MAUVAIS REPLIEMENT / PATHOLOGIE » La capacité d’un polypeptide à se replier in vivo pour former une structure tridimensionnelle unique et fonctionnelle dépend de sa séquence en aminoacides, de son association avec les protéines chaperones et de l’action des enzymes qui catalysent le repliement. IL existe dans la littérature de nombreuses informations qui suggèrent que des pathologies associées à des mutations soient dues à des altérations du repliement des protéines et des mauvaises conformations. La physiologie des protéines mal repliées peut se résumer à trois types de comportements : - le mauvais adressage - la formation de conformères toxiques - la dégradation accélérée par le protéasome Dans tout les cas ces phénomènes conduisent à des pertes partielles ou totales de l’activité associées à ces protéines. L’alpha 1-antitrypsine fait partie de la famille des serpines (inhibiteurs de sérine proteases). Ce sont inhibiteurs suicide des protéases qui régulent des processus physiologiques comme la coagulation, l’activation du complément, l’angiogénèse , l’apoptose, l’inflammation et l’infection virale. L’activité de ces inhibiteurs est associée à leur capacité à adopter un grand nombre de conformations. La perte de leur activité a pour conséquence un déséquilibre de l’action des protéases et sont impliquées dans la thrombose, l’emphysème, la cirrhose du foie, l hypersensibilité immune et la démence. Le déficit en alpha 1-antitrypsine à été rapportée sur une jeune fille morte il y a 800 ans et on lui attribue la mort prématurée de Frédéric Chopin. La première démonstration clinique date de 1963 en mettant en évidence la disparition de la bande alpha1 sur une électrophorèse des protéines du sérum. On a décrits 70 variants naturels de alpha 1-antitrypsine et on a caractérisés leur migration en gel bidimensionnel ou par des techniques de biologie moléculaire ou plus récemment de protéomique. Les mutations induisent rarement une perte totale ou même partielle de l’activité inhibitrice. Tous ces variants ont des physiologies cellulaires différentes et peuvent être associés au trois types de comportement possibles des mauvais conformères : mis-adressage, polymères toxiques et dégradation rapide. Ce sont des modèles d’étude intéressants en Biologie Cellulaire. Les variants les plus communs sont les variants S et Z , qui résultent de mutations ponctuelles. Le mutant S (Glu264Val) est présent chez 28% des Européens du Sud et conduit à une diminution de 40% du taux d’alpha 1-antitrypsine circulante; sans pathologie associée. Le mutant Z (Glu264Lys) est présent chez 4% des Européens du Nord et conduit à une diminution sévère du taux plasmatique d’alpha 1-antitrypsine circulante (90% chez les homozygotes). La protéine mutante Z polymérise et s’accumule au niveau du reticulum endoplasmique des hépatocytes pour former des inclusions. Ces inclusions peuvent induire des cirrhoses juvéniles et des hépatocarcinomes. Dans ces conditions le mutant apporte un « gain de fonction ». Le rôle majeur de l’alpha 1-antitrypsine est de protéger les poumons de l’élastase des neutrophiles et le déficit en alpha 1-antitrypsine provoque l’apparition d’emphysème. Dans ce cas le mutant est associé à une perte de fonction.

L’étude de la polymérisation des mutants a permis de proposer un modèle de transmission de l’information « mauvais conformère ». Ce modèle a été généralisé à l’étude de nombreux coformères toxiques. Les multiples études de la structure des variants, de leur polymérisation, de leur trafic intracellulaire, de leur dégradation, des pathologies hépatiques et pulmonaires associées, des traitements de ces pathologies, des essais de thérapies géniques ou de thérapies par des chaperons chimiques sont une masse d’articles dans tous les domaines de la Biologie qui permettent de proposer de nombreuses analyses d’article et pour tout les niveaux.

"LE DEFICIT EN ALPHA 1-ANTITRYPSINE" SUJET D ANALYSE D ARTICLE EN CERTIFICAT DE MAITRISE, PCEM2 ET PCEM1 PROJET: CERTIFICAT CADRE Enseignement de Biologie Cellulaire. Repliement, maturation et dégradation des protéines. Enseignement Dirigé à vingt cinq étudiants. Tous les EDs (10) comportent une analyse d'article. Le premier ED est une initiation à la "recherche bibliographique" et le deuxième une "initiation à l'analyse d'article". OBJECTIF Illustration des liens entre la structure d'une protéine, la notion de repliement , un déficit moléculaire et une pathologie: le déficit en alpha 1-antitrypsine. Restauration de la sécrétion de l' alpha 1-antitrypsine mutée et de son activité par l'action de "chaperon chimique". Une perspective thérapeutique ( deuxième article proposé: Chemical chaperones mediate increased secretion of mutant alpha 1-antitrypsin Z: A potential pharmacological stategy for prevention of liver injury and emphysema in alpha 1-antitrypsin deficiency. PNAS (2000),97:1796-1801.) IMPLICATION DES ETUDIANTS Devoir rendu une semaine avant l'ED. Devoir rendu corrigé et noté le jour de l'ED. Présentation par 2 ou 3 étudiants de tout le premier article et une partie du second. EVALUATION Devoirs "analyse d'article" et présentation représentent un quart des points. L'examen final est composé de trois analyses d'article de une heure chacune

Enseignement Dir igé N° 4 du Mardi 16/11/03

DOMINIQUE RAINTEAU & CLAUDE WOLF

L E C T U R E E T A N A L Y S E D ARTICLE EN ANGLAIS

Sujet à préparer et à exposer oralement par 2 étudiants

APRES UNE LECTURE ATTENTIVE DE LA PUBLIC ATION SCIENTIFIQUE CI-JOINTE INTITULEE : A NATURALLY OCCURING NONPOLYMERIC MUTANT OF ALPHA 1 -ANTITRYPSIN CHARACTERIZED BY PROLONGATED RETENTION IN THE ENDOPLASMIC RETICULUM:J. Biol. Chem. (2001),276 ,33893 QUESTIONS 1) Quelle stratégie ( matériels, méthodes & techniques) utilise les auteurs pour obtenir des informations sur la physiologie des protéines mutées de l'alpha 1 -antitrypsine (Z alpha 1 -antitrypsin , Saar alpha 1 -antitrypsin et Z+Saar alpha 1 -antitrypsin).Les cDNAs de ces protéines ont été isolés e t préparés à partir de l'ADN de patients par génie génétique? 2) Commenter et discuter les résultats des figures 4, 5 et 6 de l'article. Que peut on en déduire sur le comportement des protéines mutées par rapport à la protéine sauvage? 3) Quelle(s) information(s) complémentaires apportent les expériences décrites figure 7?

PCEM2 (EXERCICE PROPOSE EN 2002)

CADRE Enseignement de Biochimie de PCEM2. Illustration du cours sur le métabolisme des protéines. Enseignement Dirigé à vingt cinq étudiants. Présentation par 2 étudiants de l’exercice. Tous les étudiants sont censés avoir préparés l’exercice. OBJECTIF Illustration des liens entre la structure d'une protéine, la notion de repliement , un déficit moléculaire et une pathologie: le déficit en alpha 1-antitrypsine. Démonstration du blocage du mutant Z au niveau du RE et de son insolubilité. IMPLICATION DES ETUDIANTS Présentation par 2 étudiants de l’exercice. Tous les étudiants sont censés avoir préparés l’exercice.

EVALUATION Notation de la présentation. Tous les étudiants participent à l’interrogation de 15 min. Le contrôle continu représente un cinquième de l’examen final qui est composé d’exercice identiques à ceux proposés en ED

EXERCICES INCORPORES DANS LE CAHIER D ENSEIGNEMENTS DIRIGES DE PCEM1« PROTEINES » CADRE Illustration du cours « Structure des protéines » au chapitre « Méthodes d’étude et Protéomique». Enseignement Dirigé à vingt cinq étudiants. OBECTIF Modifications de la charge et ou de la masse d’une protéine influence sa migration en électrophorése bidimensionnelle. Potentialité de la spectrométrie de masse. Utilisation des coupures enzymatiques spécifiques pour déterminer une séquence. PARTICIPATION DES ETUDIANTS Préparation des exercices. EVALUATION Auto évaluation. Concours REMARQUE Trois exercices ont été proposés. Les deux premiers font appel aux mêmes données expérimentales et aux mêmes connaissances que le troisième. La seule différence réside dans une description plus proche de la réalité expérimentale et d’un contexte pathologique dans le troisième. Il sera intéressant de noter les réactions des étudiants face à ces exercices.

EVALUATION DE L INTERET PEDAGOGIQUE DES ETUDIANTS POUR CE TYPE D ENSEIGNEMENT Des questionnaires d évaluation ont été distribués depuis plusieurs années en PCEM2 et dans les Certificats. Le faible taux de retour dans le Certificat cette année ne permet pas de tirer de conclusion .Il est tout juste possible de noter le petit nombre de mécontents et que certains sujets ou enseignements et enseignants plaisent plus que d’autre et encore, la valeur statistique des données est nulle. De plus l’utilisation systématique de l’analyse d’article dans ce type d’enseignement limite les comparaisons. On peut se satisfaire en regardant la qualité et les notes de l’examen final de l’efficacité et de la vertu de l’entrainement. Pour le PCEM2 les données sont différentes la comparaison des questionnaires d’évaluation de cette année ( introduction de l’apprentissage à l’analyse d’article) avec ceux des années précédentes devrait être riche d’information. Les résultats ne sont pas disponibles pour l’instant. Les commentaires libres qui sont consultables sont assez favorables. Les notes sont satisfaisantes, mais l’influence du contrôle continu est prépondérante sur le sujet. En ce qui concerne les présentations, tout le monde est unanime aussi bien sur le fond (important travail de recherche personnelle des étudiants présentateurs) que sur la forme ( qualité des présentations et utilisation parfois excessive des outils modernes de communication. PROBLEMES Pour l’enseignant la participation importante des étudiants oblige à privilégier les interventions brèves et multiples pour laisser les étudiants s’exprimer. Le problème de l’anglais dans les articles : l’utilisation de lexique pour le vocabulaire spécialisé pour les premiers enseignements dirigés facilite le travail des étudiants. La recherche bibliographique : dans le Certificat le premier enseignement dirigé y est consacré mais les enseignants se pose la question de son maintien face à la compétence de la majorité des étudiants vis à vis d’internet. CONCLUSION Je ne sais pas si on doit être fier ou honteux d’avoir enseigné en cours magistral à cent étudiants, même avec beaucoup de passion, en leur montrant comment reconstruire un article scientifique ; mais je ne le referai plus